kvm 相关知识总结

 KVM （名称来自英语： Kernel-basedVirtual Machine 的缩写，即基于内核的虚拟机） ， 是一种用于Linux内核中的虚拟化基础设施，可以将Linux内核转化为一个hypervisor。KVM在2007年2月被导入Linux 2.6.20核心中，以可加载核心模块的方式被移植到FreeBSD及illumos上。

KVM在具备Intel VT或AMD-V功能的x86平台上运行。它也被移植到S/390，PowerPC与IA-64平台上。在Linux内核3.9版中，加入ARM架构的支持。

关于KVM：

1）.KVM是开源软件，全称是kernel-based virtual machine（基于内核的虚拟机）。

2）.是x86架构且硬件支持虚拟化技术（如 intel VT 或 AMD-V）的Linux全虚拟化解决方案。

3）.它包含一个为处理器提供底层虚拟化 可加载的核心模块kvm.ko（kvm-intel.ko或kvm-AMD.ko）。

4）.KVM还需要一个经过修改的QEMU软件（qemu-kvm），作为虚拟机上层控制和界面。

5）.KVM能在不改变linux或windows镜像的情况下同时运行多个虚拟机，（它的意思是多个虚拟机使用同一镜像）并为每一个虚拟机配置个性化硬件环境（网卡、磁盘、图形适配器……）。

6）.在主流的Linux内核，如2.6.20以上的内核均已包含了KVM核心。

 KVM  与  vbox 的区别

vbox  是由  qemu  改写而成，包含大量 qemu  代码。

1）.可以使用于"不支持"虚拟化技术的cpu。

2）.值得说的一点：vbox 在图形方面比较好，能进行2D 3D加速；但cpu控制不理想（估计是因为图形支持的缘故）；操作上有独立的图形界面，易于上手。

 kvm  是 linux 内核包含的东西，使用 qemu 作为上层管理（命令行）。  

1）.要求cpu 必须支持虚拟化。

2）.性能：作为服务器很好，可是图形能力十分的差。即使放电影，图像也是像刷油漆一样，一层一层的。

3）.cpu使用率控制很好。

4）.控制上比较简洁，功能比较丰富：比如使用“无敌功能”所有更改指向内存，你的镜像永远保持干净。“母镜像”功能让你拥有n个独立快照点。还有很多参数。另外，kvm作为内核级的虚拟机，刚开始发展关注的公司比较多――但是还没有达到商业应用的水平。

 总体而言： 在支持虚拟化的情况下， vbox  和  kvm  的性能差不多，主要是面向对象不同： kvm 适用于服务器， vbox 适用于桌面应用。

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kvm 和 qemu 的关系

 qemu  全称 Quick Emulator 。 是独立虚拟软件，能独立运行虚拟机（根本不需要 kvm ）。 kqemu 是该软件的加速软件。 kvm 并不需要 qemu 进行虚拟处理，只是需要它的上层管理界面进行虚拟机控制。虚拟机依旧是由 kvm 驱动。KVM是Linux的一个模块。可以用modprobe去加载KVM模块。加载了模块后，才能进一步通过其他工具创建虚拟机。但仅有KVM模块是 远远不够的，因为用户无法直接控制内核模块去作事情：还必须有一个用户空间的工具才行。这个用户空间的工具，开发者选择了已经成型的开源虚拟化软件
QEMU。说起来QEMU也是一个虚拟化软件。它的特点是可虚拟不同的CPU。比如说在x86的CPU上可虚拟一个Power的CPU，并可利用它编译出 可运行在Power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分，并稍加改造，就成了可控制KVM的用户空间工具了。所以你会看到，官方提供的KVM下载有两大部分三个文件，分别是KVM模块、QEMU工具以及二者的合集。也就是说，你可以只升级KVM模块，也可以只升级QEMU工具。这就是KVM和QEMU 的关系。

QEMU本身可以不依赖于KVM，但是如果有 KVM的存在并且硬件(处理器)支持比如Intel VT功能，那么QEMU在对处理器虚拟化这一块可以利用KVM提供的功能来提升性能。

qemu当作为虚拟化来用时，与KVM结合，称之为QEMU-KVM。QEMU-KVM是基于硬件虚拟化技术（例如Intel VT ，AMD SVM），并结合了QEMU提供设备虚拟化功能，来实现整个系统虚拟化。

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KVM 内存管理

KVM 继承了 Linux 系统管理内存的诸多特性，比如，分配给虚拟使用的内存可以被交换至交换空间、能够使用大内存页以实现更好的性能，以及对 NUMA 的支持能够让虚拟机高效访问更大的内存空间等。

KVM 基于 Intel 的 EPT （ ExtendedPage Table ）或 AMD 的 RVI （ Rapid Virtualization Indexing ）技术可以支持更新的内存虚拟功能，这可以降低 CPU 的占用率，并提供较好的吞吐量。  

此外， KVM 还借助于 KSM （ Kernel Same-pageMerging ）这个内核特性实现了内存页面共享 。 KSM 通过扫描每个虚拟机的内存查找各虚拟机间相同的内存页，并将这些内存页合并为一个被各相关虚拟机共享的单独页面。在某虚拟机试图修改此页面中的数据时， KSM 会重新为其提供一个新的页面副本。实践中，运行于同一台物理主机上的具有相同 GuestOS 的虚拟机之间出现相同内存页面的概率是很的，比如共享库、内核或其它内存对象等都有可能表现为相同的内存页，因此， KSM 技术可以降低内存占用进而提高整体性能

 . 使用 qemu-kvm 管理 KVM 虚拟机

 Qemu 是一个广泛使用的开源计算机仿真器和虚拟机。当作为仿真器时，可以在一种架构 ( 如 PC 机 ) 下运行另一种架构 ( 如 ARM) 下的操作系统和程序。而通过动态转化，其可以获得很高的运行效率。当作为一个虚拟机时， qemu 可以通过直接使用真机的系统资源，让虚拟系统能够获得接近于物理机的性能表现。 qemu 支持 xen 或者 kvm 模式下的虚拟化。当用 kvm 时， qemu 可以虚拟 x86 、服务器和嵌入式 powerpc ，以及 s390 的系统。

QEMU  当运行与主机架构相同的目标架构时可以使用 KVM 。例如，当在一个 x86 兼容处理器上运行  qemu-system-x86  时，可以利用  KVM  加速――为宿主机和客户机提供更好的性能。

Qemu 有如下几个部分组成：

处理器模拟器(x86、PowerPC和Sparc)；

仿真设备(显卡、网卡、硬盘、鼠标等)；

用于将仿真设备连接至主机设备(真实设备)的通用设备；

模拟机的描述信息；

调试器；

与模拟器交互的用户接口；

libvirt 的工具如 virt-manager 和 virt-install 提供了非常便捷的虚拟机管理接口，但它们事实上上经二次开发后又封装了 qemu-kvm 的工具。因此，直接使用 qemu-kvm 命令也能够完成此前的任务。